三维数字化设计技术在换流站直流场设计中的应用

三维数字化设计计技术在换换流站直流流场设计中中的应用概要描述了直流流流输电技技术的的发展，提提出出了换流流站直直流场设设计所所面对的的需求求和挑战战。在在比较了了三维维设计和和二维维设计的的基础础上，详详细介介绍了某某换流流站直流流场设设计中电电气和和土建专专业采采用三维维数字字化设计计技术术的应用用情况况，尤其其是在在设计方方案优优化、专专业资资料共享享、软软硬碰撞撞检查查和抽取取平断断面图等等方面面的应用用，最最后总结结了三三维数字字化设设计技术术在换换流站直直流场场设计中中的体体会。关键词：三维数数数字化；；换流流站；直直流场场；设计计应用背景直流输电技术从从从20世纪50年代在电电力力系统中中得到到应用以以来，由由于其输输送容容量大，输输送送距离远远等优优势，已已经迅迅速发展展起来来，尤其其将电电能从能能源基基地直接接送到到负荷中中心的的状态下下，直直流输电电技术术的优势势非常常明显[1]。直流场作为换流流流站中的的重要要配电装装置区区域，具具有设设备种类类多和和设备布布置复复杂等特特点。而而直流场场电压压等级多多、电电极形状状复杂杂等都对对直流流场的设设计提提出了更更高的的要求，尤尤其其对空气气间隙隙净距测测量、碰碰撞检查查和设设计方案案的优优化都提提出了了新的挑挑战。1三维数字化化设设计技术的的的应用1.1三维数数数字化设设计的的特点目前常规的设计计计手段主主要是是依靠工工程师师的空间间想象象力和基基本二二维绘图图技能能完成三三维空空间设计计，不不仅带有有局限限性和特特殊性性，且在在工程程进度的的约束束下对详详细布布置的经经济性性和优化化缺乏乏控制，效效率率也比较较低。并并且传统统的设设计中，各各专专业之间间只是是通过互互提的的数据实实现资资料的交交换，专专业设计计工作作是在相相对独独立的范范围内内开展，专专业业之间信信息共共享程度度较低低。直流场设计是在在在满足直直流场场电气接接线和和不同电电压等等级空气气净距距要求等等规范范的基础础上，依依据设备备外形形尺寸而而作的的布置设设计，直直流场电电压等等级多、电电极极形状复复杂等等特点对对如何何优化直直流场场设计方方案提提出了新新的挑挑战[2]。传统的二维设计计计，各个个专业业、各个个设计计人员沟沟通和和协同工工作的的效率不不高，难难免会出出现一一些碰、漏漏问问题。三三维设设计中，各各个个专业设设计人人员在一一个协协同的环环境下下建立一一个三三维模型型，而而这个模模型又又是全信信息、立立体、可可视、多多方位查查看浏浏览的，设设计计人员就就容易易发现问问题，再再通过碰碰撞检检查，可可以检检查出专专业之之间的碰碰撞，将将设计中中差、错错和碰等等问题题降至最最低，大大大提高高设计计质量[3]。1.2三维数数数字化设设计的的应用在某换流站直流流流场设计计中，电电气专业业依据据电气接接线图图和设备备外形形尺寸初初步布布置了直直流场场设计方方案，然然后专业业内部部在三维维布置置模型的的基础础上对设设计方方案进行行了评评审。在在优化化了初步步设计计方案后后，电电气专业业向结结构和总总图专专业提交交了设设计资料料，保保证了相相关设设计工作作的顺顺利开展展。结构设计将电气气气专业数数据资资料在Staaad软件中建建模模分析计计算，并并将构架架和避避雷线塔塔等的的主体三三维模模型直接接导出出，节点点板等等细部构构件在在结构专专业设设计软件件中完完善，完完成了了构架的的三维维设计，并并将将设计成成果返返回给电电气专专业校核核。在在设备支支架的的详细设设计阶阶段，将将复杂杂设备支支架模模型采用用三维维数字化化设计计手段反反映，如如极线双双静触触头隔离离开关关其动侧侧和静静侧支架架的相相对关系系就比比较复杂杂，采采用三维维设计计如图1-1所示，使使设设计意图图更加加直观和和清晰晰。图1-1直流流流极线双静静触触头隔离离开关关支架示示意图图电气专业在防雷雷雷计算的的基础础上，利利用土土建专业业构架架和避雷雷线塔塔模型，将将直直流场防防雷布布置采用用三维维数字化化方式式展示，如如图图1-2所示，使使直直流场比比较复复杂的避避雷线线布置更更加形形象和直直观，使使施工单单位在在此基础础上能能够充分分理解解设计图图纸中中的信息息。图1-2直流流流场避雷线线布布置电气专业采用三三三维数字字化设设计能够够更方方便的进进行带带电距离离校验验和硬碰碰撞检检查等工工作。电电气关键键点的的带电距距离校校验（软软碰撞撞）可在在三维维布置中中直接接量取，如如图图1-3所示。与与传传统二维维设计计中依靠靠设计计人员的的空间间想象力力和复复杂计算算相比比，提高高了校校验的效效率。电电气设备备相对对位置关关系在在满足空空气净净距规范范要求求的基础础上，可可进行布布置的的进一步步优化化，优化化后的的直流场场布置置如图1-4所示。图1-3直流流流场带电距距离离的校验验图1-4优化化化后的直流流场场布置对于传统的二维维维设计模模式，各各专业负负责各各自的设设计范范畴，极极易发发生沟通通不到到位，或或考虑虑不周全全而导导致碰撞撞问题题的发生生。三三维数字字化设设计中，各各专专业采用用了协协同设计计，可可以直观观地了了解其他他专业业的设计计内容容，最大大限度度地减少少或杜杜绝硬碰碰撞，如如图1-5所示，并并且且在设计计阶段段将差错错及时时改正，避避免免了现场场的返返工。图1-5直流流流场硬碰撞撞的的检查区别于传统二维维维设计方方式，设设计时直直接对对三维模模型进进行布置置，然然后通过过三维维模型根根据工工程需要要任意意的抽取取轴视视图或者者平断断面图，如如图图1-6所示。通通过过三维设设计出出图从数数量和和信息量量上都都较原有有二维维出图方方式有有很大地地提高高，经过过简单单修改和和标注注后可用用于施施工图，如如图图1-7所示。轴轴视视图和断断面图图两者结结合可可以更清清晰、更更直观、更更精精确地指指导施施工，提提高施施工质量量和工工作效率率，缩缩短施工工周期期。图1-6直流流流场布置图图中中抽取断断面图图图1-7直流流流场抽取的的断断面图2应用体会及及思思考采用三维数字化化化设计技技术能能够更加加直观观的反映映工程程师的设设计理理念，尤尤其是是在直流流场等等复杂配配电装装置区域域的设设计中，能能够够合理优优化设设计方案案，且且设计成成品能能形象的的指导导施工，提提高高工程建建设质质量和效效率。此此外，设设计人人员之间间能够够实现设设计资资料的有有效共共享和利利用，在在此基础础上减减少了因因配合合疏忽而而造成成的差、碰碰和和漏等问问题，提提高设计计质量量。3结语电力工业是资金金金和技术术密集集型产业业，设设计作为为电力力工程建建设中中的龙头头也在在不断的的采用用新技术术提高高设计能能力和和设计质质量。三三维数字字化设设计技术术在国国内电力力设计计行业中